■ 柴建軍 劉智明 焦軍勝

醫(yī)院弱電系統(tǒng)智能化是通過采用現(xiàn)代信息技術、網(wǎng)絡技術和自動化控制技術，結合醫(yī)院業(yè)務管理流程來進一步提高醫(yī)院管理水平。北京協(xié)和醫(yī)院作為國內(nèi)大型三甲綜合醫(yī)院，通過本次門急診樓及手術科室樓改擴建工程建設，使醫(yī)院智能化程度在原基礎上有了較大的飛躍。

1 工程概況

北京協(xié)和醫(yī)院門急診樓及手術科室樓工程建筑面積221915平方米，其弱電智能化系統(tǒng)主要包括兩部分：（1）樓宇智能化系統(tǒng)。包括樓宇自動化控制系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、背景音樂及緊急廣播系統(tǒng)；（2）醫(yī)院專用系統(tǒng)。包括ICU視頻探視系統(tǒng)、醫(yī)護對講系統(tǒng)、門診導醫(yī)叫號及信息發(fā)布系統(tǒng)、手術示教系統(tǒng)、標識指引系統(tǒng)等。

鑒于醫(yī)院弱電系統(tǒng)智能化的實際應用和未來的發(fā)展趨勢，考慮到各子統(tǒng)的實際需求及使用特性，同時兼顧技術新舊更替不斷加快的特點，北京協(xié)和醫(yī)院門急診樓及手術科室樓弱電系統(tǒng)智能化遵循了以下原則。

1.1 先進性、實用性

采用先進、成熟、實用和具有良好發(fā)展前景的技術，使各個子系統(tǒng)具有較長的生命周期，不盲目追求高檔次設備，既能滿足當前的需求，又能適應未來的發(fā)展。

1.2 可靠性、易操作性

高效穩(wěn)定的系統(tǒng)，能提供全年不間斷運行。對于安裝的服務器、終端設備、網(wǎng)絡設備、控制設備及敷設的線纜，能夠適應嚴格的工作環(huán)境，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。完善且易于使用的圖形人機界面交互系統(tǒng)，提供了信息共享與交流、資源查詢與檢索等有效功能。

1.3 滿足科室對不同環(huán)境功能的需要

開放式建筑結構允許用戶迅速而方便地改變建筑物的使用功能或重新規(guī)劃建筑平面。室內(nèi)辦公場所必需的通信與電力供應也具有較大的靈活性，通過綜合布線系統(tǒng)可以迅速改變插座功能，具有很強的機動靈活性。

1.4 滿足節(jié)能降耗需求

在醫(yī)院能量消耗中，新風機組和照明系統(tǒng)能耗最大，約占新樓總能耗的60%以上。在滿足患者對環(huán)境要求的前提下，利用樓宇自控系統(tǒng)，盡可能采用自然光和大氣冷熱量來調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，從而最大限度地減少能源消耗，比如將公共區(qū)域照明時間設置為7:00～19:00，夜間照明利用標識系統(tǒng)燈箱和應急燈來滿足保安巡更和視頻監(jiān)控的需要。

1.5 可擴展性

把各子系統(tǒng)有機結合起來，充分考慮將來需求的發(fā)展空間，所提供的系統(tǒng)平臺與技術充分配合將來功能及擴充項目的需求以避免重復投資。始終貫徹標準化、結構化、模塊化的設計思想，奠定了系統(tǒng)開放性、可擴展性、可維護性、可靠性和經(jīng)濟性的基礎。

2 主要系統(tǒng)設計介紹

2.1 樓宇自動化控制系統(tǒng)

樓宇自動化控制系統(tǒng)主要由空調(diào)冷源監(jiān)控系統(tǒng)、熱水交換監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)及潔凈空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、新風監(jiān)控系統(tǒng)、送排風監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)、電梯監(jiān)視系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)等構成。

根據(jù)大樓設備數(shù)量及監(jiān)控需求，系統(tǒng)設1個中心控制站，2個子系統(tǒng)控制分站，200多個現(xiàn)場DDC(Direct Digital Control)控制器，300多個溫濕度傳感器和風閥、水閥驅(qū)動器，以及5000多個I/O監(jiān)控點等，對樓內(nèi)各類設備的參數(shù)進行監(jiān)視、測量和控制。

優(yōu)點：基于樓內(nèi)設備統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制的管理理念，結合本工程“大溫差、變流量”的節(jié)能特色，對系統(tǒng)進行的優(yōu)化設計不僅達到了普通公用建筑運行可靠安全、節(jié)省能源及人力的要求，也滿足了現(xiàn)代化醫(yī)院的特殊要求：（1）完整的定制化圖形化用戶界面；（2）同步、保存和備份控制器的數(shù)據(jù)庫；（3）多級別密碼保護；（4）進行能量管理和節(jié)能分析；（5）自定義對非標準控制程序的支持；（6）支持通過網(wǎng)絡與正在運行的工作站之間進行在線通信；（7）支持通過直接讀取工作站的數(shù)據(jù)庫而達到離線通信；（8）手術區(qū)空調(diào)系統(tǒng)和冷凍機系統(tǒng)通過設立分站進行分級控制。

2.2 安全防范自動化系統(tǒng)

安全防范自動化系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、門禁巡更、防盜報警三個子系統(tǒng)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)模結合的解決方案，通過模擬采集、數(shù)字編碼、網(wǎng)絡傳輸、數(shù)字儲存的方式實現(xiàn)監(jiān)控、傳輸和存儲。樓內(nèi)設置了1000余路視頻監(jiān)控點，對樓內(nèi)各重要進出口通道、人行樓梯、一二級候診區(qū)、主要技術區(qū)域、重要非技術區(qū)域、電梯前廳、橋箱、扶梯及醫(yī)院周界進行視頻監(jiān)視，基本實現(xiàn)了無死角覆蓋。監(jiān)視圖像傳送到大樓監(jiān)控中心，通過21臺40寸專用監(jiān)視器組成的電視墻，用4分割畫面的模式輪循顯示。為保證系統(tǒng)靈活穩(wěn)定，該系統(tǒng)配置了專用的網(wǎng)絡設備、視頻管理服務器和視頻存儲服務器，網(wǎng)內(nèi)的任何計算機均可實時調(diào)看圖像。

門禁巡更系統(tǒng)按照衛(wèi)生部有關規(guī)定采用國密算法的CPU卡以提升安全性。樓內(nèi)共設置500余個門禁控制點，在治療室、藥品庫等重要房間采用指紋門禁，實現(xiàn)了一層各出入口和貴重物品房間的人員進出控制，也保證了病患與醫(yī)護通道的分離，同時也便于安保人員的巡更監(jiān)管。

防盜報警系統(tǒng)采用雙鑒移動探測器進行探測，主要部署在存放重要資料和財產(chǎn)的區(qū)域，探測器具有抗天氣環(huán)境干擾和溫度變化的能力。對防區(qū)進行科學劃分后可準確確定報警位置，同時視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動顯示報警點視頻。

優(yōu)點：整個安全防范自動化系統(tǒng)在實現(xiàn)了監(jiān)視與控制、設備分布圖顯示、聯(lián)動事件管理、信息集成和綜合處理、統(tǒng)計報表、異常情況報警、支持預警等功能的基礎上，還實現(xiàn)了各類系統(tǒng)監(jiān)控信息的資源共享和優(yōu)化管理。同時，系統(tǒng)充分考慮了技術的先進性和經(jīng)濟的可行性，如監(jiān)控系統(tǒng)采用前端模擬采集，后端數(shù)字存儲的方式保證用較少的投資獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

此外，根據(jù)北京協(xié)和醫(yī)院平層面積大、人員流動量大、各功能區(qū)相對獨立的特點，該系統(tǒng)應用中采取分區(qū)管控、統(tǒng)一調(diào)度的模式，例如：從整體考慮將門診、急診、住院等區(qū)域利用主街門廊設置門禁進行區(qū)域分割，在各區(qū)內(nèi)再根據(jù)自身特點，如門診區(qū)利用醫(yī)護通道設置門禁來分離病患和醫(yī)護人員，住院區(qū)利用一樓大堂設置速通門來管理探視家屬。上述設施的啟停均由中控室統(tǒng)一指揮，配合視頻監(jiān)控畫面可實現(xiàn)遠程調(diào)度。

2.3 綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)主干采用光纖，語音主干采用大對數(shù)電纜，水平子系統(tǒng)采用六類UTP對絞電纜，語音及數(shù)據(jù)插座模塊選擇RJ-45標準接口，可實現(xiàn)主干萬兆到桌面的優(yōu)質(zhì)通訊平臺。

2.3.1 工作區(qū)子系統(tǒng)。為適應將來網(wǎng)絡的發(fā)展，提高系統(tǒng)的互換性，工作區(qū)的語音和數(shù)據(jù)信息插座全部采用六類模塊化信息插座。根據(jù)需要，前端共設信息點14000個，采用六類非屏蔽信息插座，并針對手術室、檢驗科等特殊科室敷設了光纖點。

2.3.2 水平子系統(tǒng)。水平全部采用六類UTP線纜，電話線和數(shù)據(jù)線可以靈活互換，方便地實現(xiàn)了所有語音點和數(shù)據(jù)點之間的互換。

2.3.3 垂直子系統(tǒng)。系統(tǒng)采用星形網(wǎng)絡結構，數(shù)據(jù)主干采用48芯多模光纜，語音主干采用三類100對的大對數(shù)銅纜。

2.3.4 管理子系統(tǒng)。根據(jù)各樓層信息點的分布情況，系統(tǒng)分區(qū)分樓層設置IDF各自獨立管理。各IDF分別采用機架式配線架、110配線架和光纖配線架端接水平信息點、垂直語音和數(shù)據(jù)主干。

2.3.5 建筑群子系統(tǒng)?？紤]到與其它建筑物的連接，新樓計算機機房分別與數(shù)據(jù)中心和老院區(qū)敷設了24芯單模光纜進行數(shù)據(jù)傳遞。

綜合布線系統(tǒng)是構成醫(yī)院信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的基礎，是實現(xiàn)門診樓、急診樓、住院樓等各系統(tǒng)內(nèi)部交換和內(nèi)外連接的橋梁，是醫(yī)院鋪設的一條先進可靠的“信息高速公路”。

優(yōu)點：該系統(tǒng)從滿足醫(yī)院業(yè)務要求的角度進行設計，按照查詢、掛號、候診、就診、檢查、取藥、手術等環(huán)節(jié)的不同需求設置了不同數(shù)量、不同位置、不同高度的信息點，并為無線AP預留了足夠的點位，這樣就從技術和數(shù)量上保證了大樓網(wǎng)絡的全覆蓋。

2.4 有線電視系統(tǒng)

有線電視系統(tǒng)按照860MHz帶寬有線電視傳輸系統(tǒng)要求設計。在候診區(qū)、病房內(nèi)、活動室等區(qū)域均設置了電視點位，向有收看需求的病員及醫(yī)護人員提供本地有線電視節(jié)目，并且能夠在部分患者收看時不應影響其他患者的休息。

優(yōu)點：該系統(tǒng)不僅可以將有線電視信號通過自身系統(tǒng)點位對患者播放，還可以將信號傳送給大樓信息發(fā)布系統(tǒng)，實現(xiàn)信號共享和跨平臺播放。

2.5 停車場管理系統(tǒng)

停車場位于地下二、三層，交通流向為西進東出?？紤]到醫(yī)院車輛流動性大、高峰時段集中、出入車輛收費情況較復雜的特點，停車場管理系統(tǒng)進行了如下設計：在硬件上采用服務器與工控機相結合的方式，在軟件上采用C/S架構應用與存儲相對獨立的在線計費模式，在入口設置自動取卡機，出口和停車場內(nèi)設置了10個收費點，采用中央收費與出口收費相結合的模式實現(xiàn)分流，收費吞卡后自動抬桿放行。

優(yōu)點：該系統(tǒng)從技術和流程上盡量減少人工操作環(huán)節(jié)，以提高通行速率。在車輛管理上，采用患者使用感應式IC卡、工作人員使用門禁卡、單位車輛使用遠距離IC卡三種方式來分別對外來車輛和本院車輛進行管理。同時運用高清晰拍照設備提取車牌信息，確認是同卡同車后才予以放行，有效防止盜竊事件的發(fā)生。在車位引導方面，采用平面車位超聲探測和立體車庫讀取車位信息的方式實時定位每個區(qū)域內(nèi)的車位數(shù)量，在與停車場標識相結合的LED顯示屏上準確顯示出車輛前進方向上空余車位情況，從而引導車輛迅速找到空車位，保證車流暢通。

2.6 背景音樂及緊急廣播系統(tǒng)

背景音樂及緊急廣播系統(tǒng)采用同一套設備和線路。平時能為公共區(qū)域提供服務性廣播（音樂娛樂節(jié)目）和業(yè)務性廣播（尋人尋物啟事、通知）。具有分區(qū)呼叫、音量控制功能。當發(fā)生緊急事故（如火災）時，可根據(jù)程序指令自動切換到緊急廣播工作狀態(tài)，提供任何事件的報警聯(lián)動廣播和手動切換的實時廣播來引導人流疏散。如火災報警時，可進行報警層與相鄰上下兩層的報警廣播。

優(yōu)點：在手術室、體檢中心等對背景音樂有特殊播放要求的區(qū)域，采用本地控制播放音源，豎井內(nèi)設置消防強切模塊完成消防聯(lián)動的方式，既滿足了高質(zhì)量的背景音樂效果，又實現(xiàn)了緊急廣播功能。

2.7 ICU視頻探視系統(tǒng)

ICU視頻探視系統(tǒng)通過在ICU病房的病床頭、觀察窗外、探視室內(nèi)設置探視器和在護士站設置控制主機，實現(xiàn)了探視轉(zhuǎn)接、探視計時、監(jiān)聽插話、圖像查看、主機呼叫分機、分機呼叫主機、多方通話等功能。此系統(tǒng)提高了對病人的監(jiān)護能力，同時減少了醫(yī)護人員的工作量，并能在適當時候為病人家屬提供隔離探視的途徑，極大地提高了醫(yī)院人性化服務的能力。

優(yōu)點：該系統(tǒng)既可以在探視時間集中探視又能在病房外單獨探視，且均由護士站主機集中控制，便于根據(jù)不同時間段和病人情況安排探視方式。

2.8 醫(yī)護對講系統(tǒng)

醫(yī)護對講系統(tǒng)主要應用在急診EICU和住院病房。病區(qū)各護理單元的護士站、病房門口及患者床頭三處均設置有雙向?qū)χv呼叫設備，在病房門設有燈顯設備，走廊處設置信息顯示屏，病房衛(wèi)生間設置求助呼叫設備，同時各護理單元之間實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。該系統(tǒng)不僅是醫(yī)患雙方溝通的工具，同時顯示在設備上的患者信息更便于護理人員查看，從而可以更人性化的為患者服務。在實際應用中，該系統(tǒng)還兼顧到醫(yī)院整體設計風格，既保證功能完備又具有良好實用性和裝飾性。

優(yōu)點：該系統(tǒng)依據(jù)病房管理制度和護士值班模式進行設計，呼叫方便且提示音清晰，便于醫(yī)護人員定位和響應。

2.9 門診導醫(yī)叫號及信息發(fā)布系統(tǒng)

門診導醫(yī)叫號及信息發(fā)布系統(tǒng)結合HIS，通過醫(yī)生處的虛擬呼叫器、候診區(qū)的800臺液晶顯示器及吸頂音箱等硬件設備有秩序地呼叫患者進入診室就診，使醫(yī)院的醫(yī)療秩序和門診管理更加規(guī)范化和現(xiàn)代化。此外，系統(tǒng)兼容醫(yī)保卡和就診卡，方便患者掛號、就診、取藥等各個環(huán)節(jié)。

優(yōu)點：該系統(tǒng)利用現(xiàn)有網(wǎng)絡平臺和顯示終端，采用軟、硬件相結合的方式，將叫號和信息發(fā)布兩個系統(tǒng)的功能進行了整合。顯示內(nèi)容可按分屏、分時段、分科室、分業(yè)務等多種要求重新規(guī)劃和定義。例如：在各科一級候診區(qū)，患者可以在叫號屏上清晰的看到當前各診室就診患者的號碼，減少咨詢護士的次數(shù)，在排隊候診時可先通過宣教屏了解就診流程和相關醫(yī)學知識，系統(tǒng)會通過廣播提前通知該患者到二級候診區(qū)準備，在二級候診區(qū)屏幕上顯示的是該診室下兩位就診患者的信息，患者只需按照屏幕指示便可順利就診。

2.10 手術示教系統(tǒng)

手術示教系統(tǒng)是一套基于高性能網(wǎng)絡平臺的標清和高清手術視音頻拍攝、轉(zhuǎn)播和存儲的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由視音頻采集子系統(tǒng)、播出子系統(tǒng)、手術室播出子系統(tǒng)構成，其中視音頻采集子系統(tǒng)包括前端攝像機、拾音器、前端數(shù)字視音頻矩陣組成；播出控制子系統(tǒng)由中心控制主機及視頻存儲服務器組成；手術室播出子系統(tǒng)由醫(yī)療視頻工作站、多媒體投影儀、電動投影屏幕組成。視音頻采集子系統(tǒng)設置在各手術室，播出控制子系統(tǒng)設置在總控中心，手術室播出子系統(tǒng)設置在各示教室，這樣可以在示教室調(diào)用需要觀看的手術室現(xiàn)場情況。該系統(tǒng)還支持手術現(xiàn)場視音頻資料的網(wǎng)絡直播、網(wǎng)絡存儲、點播、轉(zhuǎn)播等功能，每個手術示教室設有3路視頻和2路音頻。

優(yōu)點：該系統(tǒng)按照多規(guī)格的視音頻技術參數(shù)進行規(guī)劃和搭建，支持標清和高清視音頻信號，還預留多路視音頻切換和轉(zhuǎn)換設備，既滿足醫(yī)院原有設備的平臺移植也便于日后的升級和擴充。

2.11 手術室智能化系統(tǒng)

手術室智能化系統(tǒng)主要包含數(shù)字化手術室系統(tǒng)和物品追蹤定位系統(tǒng)兩個方面。

數(shù)字化手術室系統(tǒng)由10間數(shù)字化手術室內(nèi)的觸摸控制屏、中央控制設備、終端顯示屏等組成，它可以在觸摸控制屏獨立完成本手術室內(nèi)的光源、空調(diào)、器械、視音頻設備等的啟停和監(jiān)控，同時還可以將本手術室內(nèi)的各種狀態(tài)信號傳輸給大樓內(nèi)其他系統(tǒng)，如手術示教系統(tǒng)。

物品追蹤定位系統(tǒng)由手術區(qū)和中心供應室內(nèi)的近100個終端天線和集中放置的中控設備組成。醫(yī)療設備上粘貼RFID標簽，標簽中儲存大量的設備信息，同時還存入每次維護檢查的相應信息，通過閱讀器定位功能可以搜索到需要的醫(yī)療設備，還可以統(tǒng)計丟失的設備。

優(yōu)點：手術室智能化系統(tǒng)減少了醫(yī)護人員對設備的操作，降低了管理難度，便于日常維護。

3 后期管理要點

智能化系統(tǒng)是現(xiàn)代樓宇的重要標志，但這并不意味著可以一勞永逸地享受現(xiàn)代科技的成果，只有建立良好的管理制度和維護隊伍，系統(tǒng)才能保持正常工作，投資才能達到預期收益。因此，需要重視以下幾方面的工作。

3.1 建立完善的操作管理制度

操作管理制度是保證建筑智能化系統(tǒng)正常運行的基本條件，該制度中要嚴格規(guī)定系統(tǒng)竣工資料、產(chǎn)品技術說明書、系統(tǒng)操作說明書、系統(tǒng)參數(shù)的設置、密碼管理、系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)等管理細則。

3.2 建立一支專業(yè)的智能化系統(tǒng)管理隊伍

傳統(tǒng)的后勤保障管理模式已無法完全滿足現(xiàn)代智能建筑管理的需要，建筑落成時，應由專業(yè)管理部門進行管理。智能化系統(tǒng)涉及多種技術、多門學科，需要各類專業(yè)的技術人員，因此需要建立一支高素質(zhì)的智能化系統(tǒng)管理隊伍。這支隊伍應掌握各個系統(tǒng)的工作原理、運行現(xiàn)狀、設備分布，掌握系統(tǒng)的操作方法、一般故障排除以及特殊故障的應急處置。

3.3 落實系統(tǒng)正常運行及預防性維護

智能化系統(tǒng)需要定期進行專業(yè)維護保養(yǎng)，只有將系統(tǒng)中存在的隱患消滅在萌芽中，才能保證系統(tǒng)正常安全的運行。目前在智能化系統(tǒng)的運行中，由于重視程度不夠，往往幾年才做一次系統(tǒng)的維護保養(yǎng)，導致系統(tǒng)經(jīng)常工作在異常狀態(tài)，增加了樓宇運行成本。

3.4 不斷完善和提升系統(tǒng)服務功能

智能化系統(tǒng)內(nèi)的各個子系統(tǒng)往往獨自運行沒有問題，但在實際整合和應用過程中就會出現(xiàn)問題，甚至彼此相互影響，這些問題在工程竣工時很難發(fā)現(xiàn)，只有各個系統(tǒng)全部投入使用后，而且在運行一段時間后往往才會暴露一些問題。因此需要專業(yè)廠家維保兩年以上，及時解決運行中出現(xiàn)的問題。只有不斷完善智能化系統(tǒng)的建設，才能充分發(fā)揮系統(tǒng)的效益。新樓的各項最優(yōu)系統(tǒng)指標需要通過智能建筑使用情況以及智能系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的積累和分析，從而對運行參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整來實現(xiàn)。

4 醫(yī)院智能化的發(fā)展方向

從自身角度講，醫(yī)院智能化系統(tǒng)的改造和發(fā)展必須在保證醫(yī)療安全的前提下進行，涉及到的主要子系統(tǒng)由于各公司的技術壁壘，較難與其他子系統(tǒng)融合，給系統(tǒng)集成帶來很大困難，如果能建立一個統(tǒng)一的標準，例如將國際上普遍采用的HL7作為醫(yī)院信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的標準，醫(yī)院智能化的發(fā)展必將邁向新的臺階。醫(yī)院大樓內(nèi)部可實現(xiàn)溫濕度及新風量的自動控制，為醫(yī)護人員提供安全、舒適、健康、高效的辦公環(huán)境，同時也能為患者提供一個有序、優(yōu)良的就醫(yī)環(huán)境，體現(xiàn)出現(xiàn)代化醫(yī)院 “以人為本”的管理理念。

從外部角度講，智能建筑越來越多，雖然它們都建成了獨具特色的綜合信息系統(tǒng)，但是從城市角度來講，它們?nèi)匀皇且粋€個功能齊全的“信息孤島”，如何將這些智能的信息孤島有機地聯(lián)系起來，更好的發(fā)揮其特色和作用，進而推動整個城市的現(xiàn)代化、信息化和智能化是另外一個重要的發(fā)展方向?？梢栽O想，未來的智能化醫(yī)院與公共交通調(diào)度、住宅、學校、銀行、購物中心、寫字樓等通過信息網(wǎng)絡連接成“數(shù)字化城市”，必將極大地滿足群眾醫(yī)療需求，促進社會進步。

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